電解質與輸液 Fluids and Electrolytes

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  • 電解質的狀況真的罄竹難書，鎂鈣磷的診斷、治療重點都會寫在大標題之後，沒空的可以速速看看幾點重點就好！

  • 大綱：鈉鉀鎂鈣磷


  1. Sodium


Hyponatremia


還是記得要 Evaluate Osmolality，像是高血脂、高血蛋白與高血糖：Glucose 每上升 100 mg/dL 血鈉下降 1.6 - 2.4 mEq/L。

  1. Etiologies 不是重點可跳過

還是小麻老的辣

  • Hypervolemic hyponatremia：心肝腎 總歸的都導致 Effective Arterial Volume (EAV)↓

  • Hypothalamus 為了維持恆定而 ADH↑ 造成 H2O excretion ↓

  • Renal perfusion 不夠，RAAS 啟動造成 Na, H2O reabsorption ↑

  • … 因此在腎臟好棒棒排稀尿的前提下，導致 UNa < 10、FENa <1%

(如果腎臟直接壞掉狂排濃尿，就變成最左邊的分類了)

  • Euvolemic hyponatremia

    • 拉出 SIADH 這個因 water retention 而 Uosm > 100 這類：補 N/S會更嚴重！

    • 至於 low solute (Beer potomania 只喝酒、tea-and-toast 水多蛋白質少飲食習慣) 則因為飲食代謝太少含有 osmo 的廢物，腎臟沒有夠多的 osmo 以製造尿液 (Uosm < 100)，造成 water retention

    • 課本額外補充 Cerebral salt-wasting 這也是屬於 euvolemic 的

  • Hypovolemic hyponatremia -「真的」脫水病患

    • Renal loss 就記 Diuretics induced：以 Thiazides 最常見，常於使用後 1-2 週出現；但如果病患本身心肝腎不好，使用 Lasix 也會誘發 [1]

    • Extrarenal losses：可以是 GI loss (吐拉)、Skin loss (燙傷)、Third-spacing (pancreatitis…)

講了這些究竟要怎麼抽血看，可參考下圖 [2]

  1. FENa & FEUA

  • FENa 的部分就是拿來看 Sodium 有沒有被腎臟偷偷排掉，公式複習下

  • FEUA 如果 > 12% 則可懷疑是 SIADH

  1. Clinical features

  • 主要擔心的是 irreversible brain injury 如 brain swelling 與 brainstem herniation，且鈉濃度變化越快越容易發生。其他的 CNS 症狀還包括

    • moderate hyponatremia：agitation, ataxia …

    • severe hyponatremia：seizure, coma …

  • 其他 non-specific 症狀諸如 headache, nausea 等

  1. Evaluation: Risk for Osmotic Demyelination Syndrome

Osmotic Demyelination Syndrome 症狀：Dysarthria、dysphagia、quadriparesis、seizure 或 coma。進入 Treatment之前，先評估最擔心的 demyelination 的 Risk 包括哪些

  • Severe hyponatremia: [Na+] < 120 mEq/L

  • Congestive heart failure

  • Alcoholism

  • Liver cirrhosis

  • Hypokalemia

  • Undergoing vasopressin antagonists (-vaptans) treatment

  1. Treatment

  • 出現嚴重神經學症狀（vomiting、seizure、conscious ↓、cardiorespiratory arrest）時考慮 3% NaCl 補，補法如下：

  • 補 150 mL 以後 recheck，如果補了 5 mEq/L 以後停手；最多可用三次

  • 實際看老闆們的 practice：100 mL bolus + 10 ml/hr infusion 給，如果 Hypervolemia 可以給到 15-30/hr、同時 Lasix 拉水

  • 停手以後開著 N/S line 慢慢補，避免一天 8-12 mEq/L 或是兩天 18 mEq/L

  • 實際上有出現過上升了 6 mEq/L 就 demyelination 的 case，因此治療懶人包有人 [3] 建議 rule of 6:

  1. When to use DDAVP? [2] (急診現場沒看過有人用)

  • DDAVP 強大的 antidiuretic effect 可以盡可能降低 renal free water loss，因而對 [Na+] 有更好的掌握－無論是升鈉或降鈉。劑量 2 mg IV Q8H

  • 可用於 Hyponatremia 開始治療，容易 overcorrect 然後 demyelination 的病患：Chronic hypo、cirrhosis、alcoholism 等前述風險們

  • 也可用於已 Overcorrect 亡羊補牢：使用 DDAVP 的目標是把血鈉拉回去治療的原定 target。


Hypernatremia
小麻是這樣說的，“Dehydration” AND “Impaired access to free water” 才會導致 Hypernatremia。Severe hypernatremia ( Na > 150-160 mEq/L) 具有高達七成五死亡率

  1. Etiologies

分類上 Tintin 是採取跟 Hyponatremia 同樣的方法區分 Hyper/Eu/Hypo-volemic，不過個人覺得小麻的分法比較 diagnostic-friendly，走幾個步驟：

  • 排稀尿 ⇒ Renal water loss

  • 排濃尿、尿鈉多 ⇒ Sodium overload

  • 排濃尿、尿鈉少 ⇒ 別的地方 water loss

Tintin 那裡則是繼續用直觀的 Volume status 來評估

  • Hypervolemic 那就有 excess salt 或是 salt retention

    • Hypovolemic 找 water loss - Renal/Extrarenal

    • 不知道為什麼課本要特別收錄 Cushing’s syndrome進 Hypernatremia 的 Ddx 裏面 😐 畢竟 Cushing’s 最常見的表現還是 Hypokalemia，去 Pubmed 也都只找到零星的 case reports

  • Euvolemic 則直接找看看各種不同的 DI，會 Euvolemic 的原因是因為大多的 free water loss 都是從 interstitial 與 intracellular 流失掉的，不會動到 intravascular [4]

  1. Clinical features and History

  • 表現多為Nonspecific symptoms 如 N/V, weakness, lethargy…

  • 注意用藥史：NSAIDs 可能造成 interstitial nephritis、Diuretic, Lactulose ⇒ water loss 都會導致 hypernatremia

  1. Treatment：1/2 saline 與 D5W 注意速度

  • IV fluid resuscitation：若有 Hypotension 用 N/S 進行 resuscitation

    • Tintin 說 D5W 這類 free water 輸液不建議 routine 作為 hypernatremia resuscitation 使用，除了於六小時內的 Hypernatremia 且是服用致死劑量的食鹽 (0.75-3.0 gm/kg BW 開眼界，吃食鹽自殺欸??)，兩者都滿足才能給

    • 不然其他 chronic hypernatremia 情況中，腦細胞應該都已完成滲透壓的適應，free water 催下去可能會 brain edema

  • Fluid repletion：使用 Half-saline 與 D5W，降鈉也要控制在 < 0.5 mEq/L/h 以及 < 10-12 mEq/L/d 的速度

  • Treat underlying - 尤其是指 DI 要給 Desmopressin 的部分

  1. Diabetes Insipidus - 稍略

回到前面，DI 代表腎臟的 reabsorption 出問題 (”Dehydration”)，要再加上不喝水或是 impaired thirst center 才會走到 Hypernatremia 的情況！

  • 大部分的 Central DI 都是 acquired，去找腦內的狀況（Tumor, Meningitis, Past surgery…）

  • Diagnosis 要給病患限水以後測 Uosm 會需要比較長的時間，急診也不太會給治療用 ddAVP 因此這邊暫略。只是說這個病大家要 Keep in mind。


  1. Potassium


進入高低血鉀之前，兩個公式：

  1. 體內的 Potassium deficit

其中 ICF (Intracellular fluid) 約等於 TBW * 0.4。不過不太實用，課本說這只適用於穩定健康的人，急診現場應該包含我們連半個都沒有吧 QQ

  1. 高鉀酸低鉀鹼：pH 每下降 0.1，血鉀上升 0.6 mEq/L


Hypokalemia


原因不外乎 intake 少、排出多 (Renal/Extrarenal loss) 與 Transcellular shift。真的太多原因了，還是要仰賴 History & PE，如果都沒有頭緒再試試看下面 Workup 的幾個診斷方法！

  1. Workup – UK:Cr & TTKG

小麻說可以用 UK:Cr 分成兩類：

  • UK:Cr > 13 mEq/g：Renal loss

  • UK:Cr < 13 mEq/g：GI loss & Transcellular shift

或是用 TTKG，正常值 8-9：

  • TTKG < 7 或是嚴重一點 < 5，要去懷疑 Hyperaldosteronism

  • TTKG < 3 的 paralysis 要去懷疑 Hypokalemic periodic paralysis

  1. EKG changes 講到爛，因Depolarization↑ 而導致QRS shortening、還有延遲 Repolarizatoin：Prolonged QTc、T wave 變平、出現 U wave。

  2. Treatment

  • 建議 PO 先吃

  • IV supplement indication：

    • Severe hypokalemia (< 2.5 mEq/L)

    • Symptomatic hypokalemia

    • 已經有 Arrhythmias 或 prolonged QTc

  • 同時可 check Mg 並且補


Hyperkalemia


也是一樣最擔心 Cardiac involvement！EKG changes 留意 Peak T waves、QRS widening、P wave 消失等，治療給 Calcium gluconate, RI + Glucose, Bicarbonates, Lasix 洗腎。

  1. Etiologies

太多，急診大概都是緊急 stabilization 與處置。

  • Pseudohyperkalemia：抽血溶血、使用 Tourniquet

  • Drugs: ACEi/ARB, NSAIDs, spironolactone

  • 其他如 Rhabdomyolysis, crush injury, digitalis

  1. Treatment

  • Sodium bicarbonate 除非有 metabolic acidosis 否則不建議給予

  • Calcium gluconate/chloride 如果沒有達到效果，可以 q15 min 給一次

  • Kalimate 有增加 intestinal necrosis 風險 [5]

    • CKD、ESRD 為最大的風險因子

    • 好犯 Colon (76%) 與 Sigmoid/Rectum (16%)

    • 最常以腹痛 (57%)、 肛門出血 Blood per rectum (24%) 表現

  • Digitalis poisoning 合併 Hyperkalemia 病患 (可參 Tintin p.1269)

    • Hyperkalemia 實際上反映出 poisoning 的 severity，而且不會是 mortality 的主因。因此在這類病患給予降鉀治療 (RI, Juxomin, HD…) 並不會降低 mortality，甚至可能後續在給了 Digoxin-specific Ab 後造成 hypokalemia。

    • Calcium salts 治療眾說紛紜，光課本這章的就跟 Toxicology 章節說的態度不同了 (扶額)，總之 Hyperkalemia 不是病患的 primary problem，有看到高鉀就符合 Fab 的 indication，儘快給藥就好


  1. Magnesium


先講幾個重點

  1. 鎂離子本身是種 Neuro-depressant，正常值 1.5 - 2.5 mEq/L；高血鎂會造成DTR↓ (4-8 mEq/L)、全身無力與呼吸抑制 (8-12 mEq/L) 與 Arrhythmias (12↑)等症狀

  2. MgSO4 Indications 常考

    • Life-threatening asthma AE，或是 refractory to treatment 的 asthma：2g IV over 20 mins

    • Torsade de Pointes [6] 

      • Bolus：2g IVF，在 cardiac arrest 病人 IV push、還活著的 IVF in 15 mins （因為給藥太快可能會 Hypotension 或是 Asystole）

      • Maintain：1-4 g/hr IVF，target Mg level 到 3 mmol/L 停止補鎂

    • Eclampsia/Preeclampsia (for seizure prevention)

      • Bolus：開始宮縮或是 induction 時 4-6 gm over 15-30 minutes

      • Maintain：1-2 gm/hr

      • 給藥的時候開始 seizure：直接給 2-4 gm over 5 minutes

Hypomagnesemia


  1. Etiologies

太多，最常見不外乎：

  • GI loss: Chronic diarrhea

  • Renal loss: Loop diuretics

  • Decreased intake: Alcoholism

  • PPI use

  1. Treatment 治療原則

  • PO 會造成腹瀉，較難補，要分成少量多次

  • Aggressive IV 補：1-4 gm in 100 mL D5W/NS run 10-60 mins，並且需要 Hemodynamic monitoring 避免 Hypotension 或是 Arrhythmia


Hypermagnesemia


罕見，因為正常的腎臟幾乎可以把所有的 Serum Mg 給排出！

  1. Etiologies

  • Iatrogenic (常見) - Eclampsia 與 Preeclampsia 安胎治療使用 MgSO4

  • Renal insufficiency 的病患吃太多含鎂藥物 (如 Laxatives)

  • 其他罕見原因還有 Lithium ingestion

  1. Treatment

  • Lasix (如果還有尿的話)

  • Calcium 穩定心臟膜電位：可以把 Mg 想成是 K 類似物，High-K 要給 Calcium chloride 所以同理也要給！


  1. Calcium


Physiology


Plasma Ca 切成三種

  1. Ionized：大約佔 50%，是 active form。

  • Hypoalbuminemia 不會影響到他的血液濃度

  • Alkalosis 會降低：pH ↑ 0.1 導致 ionized Ca ↓ 3-8%

  1. Protein/Albumin-bond：佔 40%，不會被 glomerulus 給過濾掉。

  2. Complexed calcium 可能是 CaCO3、Ca3(PO4)2 這類的。

如同血鈉要用 Glucose correct，鈣記得要用 Albumin correct：


Hypocalcemia


  1. Cause

  • Calcium homeostasis 包含了 Kidney, Liver, Parathyroid 等不同器官系統參與，每個都可以造成 Hypocalcemia

  • Chronic renal failure 會造成 activated Vit D3 缺乏 ⇒ Hypocalcemia

  • Hypercalcemia 會造成 Tubular toxicity 與 acute renal failure

  • Calcium 的胞內胞外 1:10000 濃度差是仰賴 Ca-ATPase 等 exchanger 耗能維持的，因此在重大 stress 的時候 (shock, sepsis…) 細胞膜沒心力維持恆定，或是大量細胞死亡破裂 (Rhabdo 常考！！, tumor lysis)時，就會出現 Hypocalcemia

  • Massive transfusion 到底要不要補鈣？除非有症狀不用 routine 給

    • 血品中的 Citrate 會拮抗掉 ionized calcium，不過這個效果很短，有人測量 100mL/min 的 Whole blood transfusion 大概會降低 2.8 mg/dL，不過只維持不到兩分鐘的時間[9]

    • Uptodate 說有人研究 348 trauma patients 使用 MTP 輸血，有沒有給予 Calcium supplement 並無 mortality 差異

  1. Clinical features

低血鈣除了一堆 non-specific symptoms 以外，主要影響到 Neuromuscular, cardiovascular 兩個部分

  • CV: Contractility↓, QTc↑，EKG 可能有 TWIs

  • Neuro: 敲耳前 Chvostek sign、打 cuff Trousseau sign、EPS 與 seizure 等

  • 放個圖大家欣賞

  1. Treatment 治療原則

  • 還是盡量 PO 補，IV 的給藥當中考量到 CaCl2 extravasation 的嚴重副作用，又以 Ca gluconate 優先

  • 小心有在使用 Digoxin 的病患，給 Calcium 會提升 digitalis toxicity

  • Massive transfusion：每 4-6 U 可以給 10% CaCl2 10 mL

  • 補鈣補不起來，可以同時也看看 Mg 有沒有缺！


Hypercalcemia


Mnemonic “Stones, bones, moans and groans” 記憶，高血鈣會影響 Uro, skeletal, neuro, GI 等系統！

Etiologies 包含

  • 有九成的高血鈣病患是 Hyperparathyroidism 與 Malignancy 相關連的，不過在急診的治療方向都相仿

  • Drug-induced 如 Thiazides, lithium 等

治療：給水給雙磷酸鹽

  1. Clinical Features

  • 上面提到的 mnemonic 以外大多為 non-specific symptoms 如 weakness, confusion

    • Stones – Urolithiasis

    • Bones - Osetolysis 可能造成 fractures 或 bone pain

    • Moans (psychiatric) - conscious change

    • Groans (GI) - PUD, Nausea/vomiting, pancreatitis…

  • Polyuria (± dehydration)：Calcium deposits 帶有 tubular toxicity，高血鈣會可逆的造成腎臟 concentrating ability impairment 導致 polyuria 與 dehydration。

  • EKG changes: ST depression, QTc↓, T wave widening。有的 severe hypercalcemia 會有 STEMI 表現

  1. Immediate treatment indications

  • Severely symptomatic 也就是說輕微症狀(只有 Constipation 這類)不用緊急治療

  • Ca 濃度 12-14 mg/dL：如果 rapidly develop 的話可能會有症狀，那就要治療；這個 serum level 如果是慢性的話也可以是 well-tolerated 可以不用最 aggressive 的給治療

  • Ca 濃度 > 14 mg/dL：屬於 Severe hypercalcemia，一律 immediate treatment

  1. Treatment 打星星為第一線治療

  • ☆☆Fluid repletion

    • 很 aggressive 的辣種，Tintin直接建議 500-1000 mL N/S in 2-4 hours

    • 目標要讓 U/O 達到 2 L/d

  • ☆☆Bisphosphonates：建議使用 Zoledronic acid

    • Max. effect at 2-4 days，因此雖然與 calcitonin 與給水相比他是個 potency 更高的治療，但 onset 真的太慢了，急性期需要另外兩個輔助治療

    • 有腎毒性，腎功能差的可以降低劑量或是放慢滴注速度。腎功能 CrCl < 35 是 contraindication！可以用 Denosumab 作為替代治療

  • ☆☆Calcitonin：4 U/kg SC or NASAL，48 小時內會出現 Tachyphylasxis。

  • Hemodialysis：作為 renal impairment 加上 fluid overload/HF，不能給水不能給 Zoledronic acid 的替代方案

  • Steroids

    • 目的：降低 osteoclastic activity 避免繼續 osteolytic 放鈣出來

    • Prednisolone 1-2 mg/kg PO 或 Hydrocortisone 200-300 mg IV

  • 到底要不要給 Lasix？ [7]

    • 在出現 Bisphosphonates 之前，Lasix 是歷史悠久的 Hypercalcemia 治療手段，不過一直缺乏有效的 Evidence 來支持。Lasix 看來可以增進 U/O 也可以促進 calcium elimination，雖然我不是 Meta analysis 家但這聽起來不錯對吧？

    • 目前只建議說 fluid overload 的時候可以小心地給予 diuretics，不過沒有證據顯示給予 Lasix 可以讓血鈣降的更快，甚至可能會造成 bone resorption ⇒ paradoxical hypercalcemia [8]

    • 給予 Lasix 輔助的時候要小心 concurrent HypoK 與 HypoMg


  1. Phosphorus


  • 臨床…上的…重要性…應該…不…高......考題..也…..不多…

  • 血磷的恆定性主要仰賴 gut absorption 與 urine excretion，然後鈣磷又是蹺蹺板，所以 renal failure 病患會用 CaCO3 來作為 phosphate binder，避免高血磷導致的低血鈣。


Hyperphosphatemia 

冷知識，高血磷是 CV disease 與 Advanced CKD 的 independent predictor of mortality


Hypophosphatemia

有點罕見因為食物中都很多磷。

症狀：主要因為 ATP 缺乏導致的一系列神奇症狀們，不過通常要真的很低 (< 1 mg/dL) 才會有！

  1. Etiologies

  • Medications: Antacids (要 prolonged use 才會), Bisphosphonates, Acetaminophen

  • Pseudo 低血磷：使用 Mannitol 治療會導致 lab 檢測失誤

  1. Treatment

建議 PO 補充因為 IV 給比較容易低血鈣與 arrhythmia。


歷屆急診專科考題

101

(A) 答題技巧吧，查Uptodate 也說 respiratory sx 與 head swelling 最常見。

(B) Malignancy-induced hypercalcemia 第一線藥物是 Bisphosphonates 與 calcitonin，治療是 hydration。覺得這樣寫有點語病，”最優先” 應該是給水吧

(C) 每個電解質都是上升下降速度攸關的吧

(D) (E) 回去讀書才知道… SVC syndrome 有一半是 NSCLC


103

小陷阱，Hyponatremia overcorrection → demyelination

Hypernatremia overcorrection → brain edema

(A) (C) 沒問題

(B) 第一句沒問題，不過會影響到 Proximal > distal

(D) (E) 課本建議 peripheral: 40 mEq in 500 run 4-6 hours、central 不超過 20 mEq/h


104

這題歪腰，真的都給你講欸我們來發揮想像力：

Hypernatremia 因為 extra-renal water loss，

Hyponatremia 因為喝太多水 polydipsia，

Hyperkalemia 因為 exercise 導致 intra → extracellular shift，

Hypokalemia 因為 sweat loss。

不過說兩個鈉兩個鉀我看到題幹一開始就直接處理鈣，想說 heat stroke 如果要 rhabdo 應該是低血鈣，題目應該要考這個吧 wwww

(A) 答題技巧兼膝跳反射，(E) 好的，

(B)(C) 考的是 symptomatic hyponatremia 治療，但課本都沒寫速度，只說用 3% 補上 5 mEq/L 以後換成 N/S

(D) …但看到這選項就選了吧，速度 0.5 mEq/L/h 一天就會上升 12欸要嚇死？另外 Central putamen myelinolysis (CPM) = Osmotic demyelination syndrome (ODS)


105

Rhabdo 與 crush injury 是 hypocalcemia 喔喔

(C) (D) 因為壓久了會有死掉的 cytokines跟 K，一瞬間放出來擔心全身耐不住


106

「沒水腫」刪掉 EAV↓ 那幾位，另外 extra-renal loss 腎臟會乖乖的進行 sodium retention，UNa 會比較低所以 (E) 較不像。


(C) 嗯嗯就這樣吧，誰敢用 ABD regimen…

(E) 考 symptomatic hyponatremia 一開始還是用 3% 補，N/S 是補到症狀改善或是 5 mEq/L 以後的 maintain 用物


(A) 15.5 + 0.8*(4-3) = 16.3

(B) (C) (D) 沒錯

(E) Bisphosphonates onset 48 hrs 效果較慢，不過仍是首選因為 potency 確實是比 calcitonin 還要好！


109

電台藥物想美國仙丹，Adrenal insufficiency選 (B)


(A)(B) 答題技巧兼膝跳反射。其中 (B)(C) 鈣離子都會影響到 conscious！

(D) 並沒有。



呃呃，這題單純想討論 Malignancy-induced hypercalcemia。反正 (B)(C) 無腦刪掉，(D) 非常正確這樣。


110

(A) Not well understood 不過應該跟 transcellular shift 有關

(B) 這啥

(C) TTKG<3 才對

(D) 襪，這又是啥鬼，這題應該是三總的老師出的吧



Edited by Ching-Min, Lin

Textbook reference: Tintinalli's Emergency Medicine (9th Ed.) Chapter 17, Fluids and Electrolytes 



Other references:

[1] Sterns, R., Emmett, M. and Forman, J., (2022). Causes of hypotonic hyponatremia in adults . Uptodate. Retrieved September 8 2022, from https://www.uptodate.com/contents/causes-of-hypotonic-hyponatremia-in-adults

[2] Josh Farkas, (2021). Hyponatremia. The Internet Book of Critical Care. Retrieved September 9, from https://emcrit.org/ibcc/hyponatremia/

[3] Nikita Desai and David Jang, (2020). Critical Hyponatremia: Pearls and Pitfalls. emDocs. Retrieved September 9, http://www.emdocs.net/critical-hyponatremia-pearls-and-pitfalls/

[4] Zina Semenovskaya et al. (Jan 18, 2022). Hypernatremia in Emergency Medicine Clinical Presentation. Medscape. Retrieved Sep 24, 2022 from https://emedicine.medscape.com/article/766683.

[5] Harel, Z., Harel, S., Shah, P. S., Wald, R., Perl, J., & Bell, C. M. (2013). Gastrointestinal adverse events with sodium polystyrene sulfonate (Kayexalate) use: a systematic review. The American journal of medicine, 126(3), 264.e9–264.e2.64E24.

[6] Cohagan B, Brandis D. Torsade de Pointes. [Updated 2021 Aug 11]. In: StatPearls [Internet]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK459388/

[7] LeGrand, S. B., Leskuski, D., & Zama, I. (2008). Narrative review: furosemide for hypercalcemia: an unproven yet common practice. Annals of internal medicine, 149(4), 259–263. 

[8] Sadiq NM, Naganathan S, Badireddy M. Hypercalcemia. [Updated 2021 Nov 26]. In: StatPearls [Internet]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK430714/

[9] Denlinger, J. K., Nahrwold, M. L., Gibbs, P. S., & Lecky, J. H. (1976). Hypocalcaemia during rapid blood transfusion in anaesthetized man. British journal of anaesthesia, 48(10), 995–1000.


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